一種有芯焊錫棒材連續鑄擠加工系統及其成型工藝的制作方法

本發明涉及有芯焊錫棒材生產設備及生產工藝技術領域。

背景技術：

有芯焊錫棒料連續鑄擠加工成型工藝是一種新型錫材加工成型技術，其應用范圍廣泛。傳統的有芯焊錫絲的加工，往往采用水平連鑄的工藝先制備一定尺寸的鑄錠，然后再進行擠壓，同時進行助焊劑的注入，接著進行拉絲。在這種加工工藝中，助焊劑注入時出現斷芯是一個行業共性問題。此外，由于傳統加工工藝中錫金屬的組織較差，在拉絲工藝中經常出現線徑和焊錫絲的表面質量問題。因此，有必要對現有的生產工藝進行改進。

技術實現要素：

本發明的目的是為了解決現有的有芯焊錫絲生產效率低下、產品表面質量差、內部組織不均勻等問題，提供一種生產效率高、產品內部組織結構均勻、不易斷芯且表面質量好的有芯焊錫棒料連續鑄擠加工系統及其成型工藝。

本發明的目的通過如下技術方案實現：

一種有芯焊錫棒材連續鑄擠加工系統，包括順序設置的旋轉通氣凈化爐、保溫爐、流量爐和連續擠壓機；所述旋轉通氣凈化爐中設置有通入氮氣或六氯乙烷的可轉動及移動的石墨轉子；在金屬液從旋轉通氣凈化爐流入保溫爐的管路上設置有流量控制閥；所述保溫爐包括盛裝金屬液的槽體、設置于槽體中間的底部懸空的豎直擋板、設置于擋板下面的濾網，擋板和濾網將槽體分隔成進料腔和出料腔，在出料腔的底部開設有出料口；所述連續擠壓機包括外表面開設有擠壓槽的旋轉擠壓輪、包覆于擠壓輪一側的內表面為半圓弧形且中部開設有擠出口的擠壓模、設置于擠出口外的成型模、設置于成形模上方并可向成型模內注入助焊劑的助焊劑容器，在擠壓輪上設置有加強冷卻系統，所述加強冷卻系統包括設置于擠壓輪內部的冷卻水循環通道、設置于擠壓輪外表面擠壓槽旁的對向擠壓槽并持續通入冷空氣的通氣管。

本發明在保溫爐槽體的進料腔和出料腔內分別設置有加熱保溫溶體的電爐絲。

所述加強冷卻系統的冷卻水循環通道在擠壓輪內部的設置方式是在擠壓輪的旋轉軸內部開設進水通路和出水通路，在擠壓輪內部開設與進水通路和出水通路相通的內槽，供冷卻水的循環。所述通氣管分別設置在擠壓輪的頂面、底面和外側面三個位置，頂面的通氣管沿擠壓輪切向將冷空氣通入擠壓槽，底面和外側面的通氣管正對擠壓槽通入冷空氣。在連續擠壓機的成型模出口外設置有棒材冷卻裝置。

采用本發明所述有芯焊錫棒材連續鑄擠加工系統的成型工藝，工藝過程如下：金屬錫在旋轉通氣凈化爐中被熔化后，通過石墨轉子通入氮氣或六氯乙烷，利用氮氣或六氯乙烷氣泡上升的過程帶出熔渣；錫熔液通過管路流入保溫爐，并由流量控制閥控制流量；在保溫爐中，擋板和濾網將熔渣和雜質擋在進料腔內并浮于熔體表面，進行除渣和過濾，凈化熔體，經過濾干凈的熔體通過濾網進入出料腔中，經出料口流入后續的流量爐，再從流量爐平穩地流入連續擠壓機；高溫金屬液流到旋轉的擠壓輪的擠壓槽中，在擠壓輪旋轉的過程中，完成金屬液的凝固和成型；在金屬液凝固和成型的同時，將冷空氣通過通氣管吹向擠壓輪的擠壓槽，帶走擠壓輪的熱量，冷卻水循環通道內循環通入冷卻水，給擠壓輪降溫；之后通過擠壓模的擠出口進入成型模，同時將助焊劑容器中的助焊劑的注入成型模，通過成型模的分流與合流，完成助焊劑的注入并鑄擠得到確定尺寸的棒材。

本發明的旋轉通氣凈化爐先經過利用氮氣或六氯乙烷氣泡上升的過程，帶出熔渣，除去金屬液中的大部分熔渣。氮氣或六氯乙烷氣體通過能轉動的石墨轉子進入熔體，同時石墨轉子可以上下左右移動，可以保證氣體通入的均勻性。所設置的保溫爐中的隔板和過濾板可以起到進一步擋渣和過濾熔體的作用，使金屬液更加潔凈，還可以穩定熔體流速及流量，使金屬液平穩流動，減少流動中的金屬液中夾渣進入后續鑄擠工序。潔凈的熔體為獲得內部組織結構均勻、表面質量好的產品打下了良好的基礎。熔體流出到連續擠壓機的旋轉擠壓輪時，其流量通過流量爐的控制閥控制，確保熔體以穩定的流量進入擠壓輪，防止出現斷料。在擠壓輪旋轉的過程中，金屬液完成凝固和成型。所設置的加強冷卻系統在擠壓輪內部通過循環冷卻水冷卻，在擠壓輪外部噴吹冷空氣進行進一步冷卻，可加速擠壓輪的冷卻，確保熔體凝固和成型的穩定，大大提高生產效率并避免出現斷芯現象。擠出的金屬進入成型模具，完成助焊劑的注入及型材尺寸的確定。

本發明系統設置及其成型工藝科學合理，完全符合有芯焊錫產品的技術特點和產品要求。生產工藝連續高效，熔體凈化與成型連續進行，可有效減少金屬的氧化。所生產的產品內部夾渣少，組織細小均勻。產品表面致密、光潔度高，質量穩定。產品的進一步加工成型性能好。

附圖說明

圖1為本發明系統示意圖；

圖2是保溫爐的結構示意圖；

圖3是擠壓輪的加強冷卻系統設置示意圖；

圖4是擠壓輪的軸向剖視圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步的描述。

如圖1所示的有芯焊錫棒材連續鑄擠加工系統，包括順序設置的旋轉通氣凈化爐1、保溫爐2、流量爐3和連續擠壓機4。所述旋轉通氣凈化爐中設置有通入氮氣或六氯乙烷的可轉動及移動的石墨轉子6。在金屬液從旋轉通氣凈化爐1流入保溫爐2的管路5上設置有流量控制閥7，管路5外包覆有保溫層15。所述保溫爐2如圖2所示，包括盛裝金屬液的槽體2a、設置于槽體中間的底部懸空的豎直擋板2b、設置于擋板下面的濾網2c，擋板和濾網將槽體分隔成進料腔2d和出料腔2e，在出料腔的底部開設有出料口2f，在進料腔2d和出料腔2e底部分別設置有加熱保溫溶體的電爐絲2g。所述連續擠壓機4如圖1、圖3所示，包括外表面開設有擠壓槽8a的旋轉擠壓輪8、包覆于擠壓輪一側的內表面為半圓弧形且中部開設有擠出口的擠壓模9、設置于擠出口外的成型模10、設置于成形模上方并可向成型模內注入助焊劑的助焊劑容器11。在擠壓輪8上設置有加強冷卻系統，所述加強冷卻系統如圖3、圖4所示，包括設置于擠壓輪內部的冷卻水循環通道12、設置于擠壓輪外表面擠壓槽旁的對向擠壓槽并持續通入冷空氣的通氣管13。冷卻水循環通道12在擠壓輪內部的設置方式是在擠壓輪的旋轉軸內部開設進水通路12a和出水通路12b，在擠壓輪內部開設與進水通路和出水通路相通的內槽12c，供冷卻水的循環。所述通氣管13分別設置在擠壓輪的頂面、底面和外側面三個位置，頂面的通氣管沿擠壓輪切向將冷空氣通入擠壓槽，底面和外側面的通氣管正對擠壓槽通入冷空氣。在連續擠壓機的成型模10出口外設置有棒材冷卻裝置14。

采用本發明所述有芯焊錫棒材連續鑄擠加工系統的成型工藝如下：金屬錫在旋轉通氣凈化爐1中被熔化后，通過石墨轉子6通入氮氣或六氯乙烷，利用氮氣或六氯乙烷氣泡上升的過程帶出熔渣；金屬液通過管路5流入保溫爐2，并由流量控制閥7控制流量；在保溫爐中，擋板2b和濾網2c將熔渣2h和雜質擋在進料腔2d內并浮于熔體表面，進行除渣和過濾，凈化熔體，同時電爐絲2g對熔體加熱保溫。經過濾干凈的熔體通過濾網進入出料腔中，經出料口2f流入后續的流量爐3，再從流量爐平穩地流入連續擠壓機4；高溫金屬液16流到旋轉的擠壓輪的擠壓槽8a中，在擠壓輪旋轉的過程中，完成金屬液的凝固和成型；在金屬液凝固和成型的同時，將冷空氣通過通氣管13吹向擠壓輪的擠壓槽，帶走擠壓輪的熱量，冷卻水循環通道12內循環通入冷卻水，給擠壓輪降溫；之后通過擠壓模9的擠出口進入成型模10，同時將助焊劑容器11中的助焊劑的注入成型模，通過成型模對凝固的金屬分流擠壓以及將助焊劑加入合流擠壓，完成助焊劑的注入并鑄擠得到確定尺寸的棒材15。

采用本發明系統進行的試生產，純錫物料試驗情況如下：旋轉通氣凈化爐爐溫250-300℃、保溫爐爐溫230-250℃、流量爐爐溫220-240℃，旋轉通氣凈化爐到保溫爐的金屬液體流量控制采用球閥管道控制，球閥管道采用加熱保溫處理，溫度控制在240-300℃。流量爐選擇φ3.6-3.8㎜的孔徑流管道。擠壓輪連續鑄擠電機頻率12-15Hz，電流為85-100A，主機能耗功率為50-60KW加強冷卻系統的冷卻進水溫度控制在8-15℃，擠壓輪外部噴吹10-15℃的冷空氣，擠出產品產量為150-180千克/小時，每班只需配置2人。經檢驗，產品內部組織均勻，無斷芯，外部光潔。

試驗證明本發明系統及工藝可以縮短有芯焊錫棒材加工成型的流程，生產效率高。同時可以節約能能源，而且所得到的型材的內部夾渣含量少，組織均勻，進一步加工成型性能優越。